中國教育報-中國教育新聞網(wǎng)訊（記者 馮麗 通訊員 李孟潔）近日，西安建筑科技大學(xué)中國營造傳統(tǒng)科學(xué)闡釋科研團隊在古建筑木結(jié)構(gòu)保護領(lǐng)域取得突破性進展——創(chuàng)新性研發(fā)的超彈性形狀記憶合金（SMA）絲材榫卯節(jié)點無損加固技術(shù)，為我國木構(gòu)古建筑的抗震保護提供了可逆、低干預(yù)的智能解決方案。相關(guān)成果發(fā)表于美國土木工程師學(xué)會（ASCE）旗艦期刊《Journal of Structural Engineering》。

榫卯作為中國傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)的“靈魂關(guān)節(jié)”，承擔(dān)著建筑受力傳遞與抗震減震的核心功能。然而，歷經(jīng)數(shù)百年風(fēng)雨侵蝕、重力荷載疊加與地震沖擊，現(xiàn)存古建木結(jié)構(gòu)的榫卯節(jié)點普遍出現(xiàn)隱蔽性初始損傷，直接導(dǎo)致結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性下降，大量珍貴文物建筑面臨地震安全隱患。

如何在堅守“最小干預(yù)”“文物原真性”原則的前提下，實現(xiàn)古建筑抗震性能的長效升級，成為文化遺產(chǎn)保護領(lǐng)域的共性難題。

西安建大團隊將超彈性形狀記憶合金（SMA）引入古建保護領(lǐng)域。這種材料兼具超彈性、自復(fù)位、耐腐蝕、可逆修復(fù)等優(yōu)良特性，團隊以古建筑典型直榫節(jié)點為研究對象，開展了系統(tǒng)性試驗驗證后發(fā)現(xiàn)：預(yù)損傷榫卯經(jīng)SMA絲加固后，單周地震耗能量最高提升約17%，完好榫卯加固后耗能提升可達50%，顯著改善傳統(tǒng)榫卯普遍存在的滯回捏縮問題；在0.1rad節(jié)點轉(zhuǎn)角循環(huán)工況下，預(yù)損傷加固節(jié)點、完好加固節(jié)點的殘余變形分別下降27%、30%，節(jié)點自復(fù)位性能獲得明顯提升；構(gòu)架層面的地震易損性分析進一步顯示，經(jīng)加固后的木構(gòu)架，發(fā)生各級損傷破壞的概率均顯著下降，體現(xiàn)出優(yōu)異的自復(fù)位能力與穩(wěn)定的抗震耗能表現(xiàn)，如同給榫卯節(jié)點裝上了“智能肌肉”。

“這項技術(shù)的核心價值在于，既能實現(xiàn)古建筑抗震性能的提升，又最大程度保留了文物的原真性與完整性，這不僅為古建筑保護提供了新的理論依據(jù)，也為智能新材料在文化遺產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了新路徑?！闭撐淖髡邚堝a成教授表示。